¿QUE ES UN MOTOR DIESEL?
Ciclo de funcionamiento del motor.
En teoría, el ciclo diesel difiere del ciclo Otto en que la combustión tiene lugar en este último a volumen constante en lugar de producirse a una presión constante.
Carrera de admisión.- Pistón va hacia afuera, y se absorbe aire hacia la cámara de combustión.
Carrera de compresión.- Pistón se acerca, el aire se comprime a una parte de su volumen original, lo cual hace que suba su temperatura hasta unos 850 °C. Al final de esta fase se inyecta el combustible atomizado a gran presión, produciéndose la inflamación a causa de la alta temperatura del aire.
Carreara de escape.- Pistón regresa nuevamente expulsando los gases y se repite el ciclo.
Características de los motores diesel.
l diesel o gasoil tiene un punto de inflamación más extremo, por lo que para poder combustionarlo se necesita una presión muy elevada, ya que aquí no existe salto de chispa. Debido a esta razón, su robustez está directamente relacionada a la presión requerida para poder detonar.
El sistema de alimentación es el encargado de suministrar el combustible necesario para el funcionamiento del motor, pudiéndose diferenciar dos circuitos.
1. Circuito de baja presión: Encargado de enviar el combustible desde el depósito en que se encuentra almacenado a la bomba de inyección.
El circuito quedaría formado así:
La finalidad de dichos motores en lo mencionado a su tamaño es obtener una elevada potencia de trabajo, lo suficiente y adecuada para satisfacer su requerimiento de uso, ya que por lo general son empleados en maquinaria pesada o para trabajo pesado, por ejemplo:
- Vehículos de transporte público (Autobuses).
- Transporte de material pesado (Camiones, volquetas, tráiler).
- Maquinaria para construcción (tractores, excavadoras, niveladoras).
Componentes del motor diesel.
Sistema de combustible
- Depósito de combustible.
- Bomba de alimentación.
- Filtro.
- Bomba de inyección: Se encarga de bombear a presión y repartir la cantidad necesaria de combustible a cada cilindro. Desde la bomba misma hasta los extremos de los inyectores, la línea de admisión se convierte en un sistema de alta presión que según el tipo de inyección varía entre 350 y 2.000 bar (4.000 y 29.000 psi). No obstante, la bomba misma tiene una parte de baja presión (bomba de alimentación) y una válvula de rebose para el retorno al tanque del diesel excedente.
- Inyectores: Consta de dos partes: porta-inyector y el inyector propiamente dicho.
Bombas lineales
Los elementos de esta bomba se alojan en una carcasa y reciben movimiento del árbol de levas de la propia bomba, a través de un impulsor de rodillo.
Este tipo de bomba, presenta con respecto a la convencional de elementos en línea las siguientes ventajas:
Dicho árbol de levas gira a la mitad de vueltas que el cigüeñal, para que se produzca una inyección por cilindro cada dos vueltas del cigüeñal. Cada una de las levas acciona un taqué, que gracias a un rodillo se aplica contra la leva, obligado por un muelle. El empujador a su vez acciona el émbolo en el interior del cilindro, que recibe el combustible a través de varias canalizaciones.
Este tipo de bomba es más adecuada para motores de pequeña cilindrada y elevado régimen de giro, los cuales requieren una instalación de inyección de poco peso y pequeño volumen. Estas bombas satisfacen ambas exigencias al reunir en un grupo compacto y de reducido tamaño la bomba de alimentación, el regulador y el variador de avance de la inyección.
Bombas rotativas
La originalidad de este tipo de bombas consiste en disponer un sistema capaz de presurizar el combustible en un elemento único y posteriormente enviarlo a los diferentes cilindros, utilizando para ello un distribuidor rotativo. En el interior de la bomba se disponen, además, los correspondientes mecanismos de regulación, avance de la inyección y alimentación de combustible.
Este tipo de bomba, presenta con respecto a la convencional de elementos en línea las siguientes ventajas:
- Menor peso.
- Caudales inyectados rigurosamente iguales para todos los cilindros.
- Menor tamaño y mayor facilidad de acoplamiento al motor.
Sistema admisión y escape
El sistema de admisión de aire suministra aire limpio para la combustión del motor. El sistema de escape hace salir los gases y el calor impulsa el turbo-cargador. Los componentes que intervienen en la admisión y escape de aire y gases son los siguientes:
Filtro de Aire: Por lo general, hay dos filtros de aire: uno primario y otro secundario. Estos recogen los contaminantes e impiden la entrada de polvo en el motor.
Turbo-cargador: Los gases de escape impulsan el turbo-cargador que bombea aire adicional en el motor permitiendo quemar más combustible y, por lo tanto, aumentar la salida de potencia.
Múltiple de Admisión y Múltiple de Escape: Los múltiples de admisión y de escape se conectan directamente con la culata. El múltiple de admisión distribuye el aire limpio desde el filtro de aire a cada cilindro, mientras que el múltiple de escape recoge los gases de escape de cada cilindro y los dirige al turbo-cargador.
Tubo de Escape: Comienza en el extremo del turbo-cargador, el cual es formado por un tubo metálico que tiene la finalidad de transportar los gases de escape hacia el exterior.
Turbo-cargador.
Una manera para un motor diesel desarrolle mayor rendimiento con menos combustible, consiste en incorporar un turbo-cargador que fuerce el aire dentro del motor a una presión atmosférica más alta. Pues esto es precisamente lo que hace un turbo-cargador.
El turbo-cargador consta de una turbina y un compresor acoplados en un solo eje, soportada en bujes o cojinetes radiales, rodeado por un soporte o cubo y dos cubiertas una del compresor y otra de la turbina.
Funcionamiento del Turbo-cargador
Luego que se produce la combustión, los gases del escape penetran en la caja donde se encuentra la turbina, y aplican fuerza a las hélices de la misma haciéndola girar y después continúan su camino hacia el sistema convencional de escape.
En el lado opuesto del eje de la turbina se encuentra el compresor del turbo. El compresor absorbe aire de la presión atmosférica y lo comprime para aumentar esta presión. Seguidamente, el aire comprimido es enviado al múltiple de admisión y a los cilindros.
Un momento antes de que se inicie la carrera de admisión, el aire limpio penetra en las cámaras de combustión. Esto contribuye a que desaparezca cualquier residuo de gas y se enfríen las cabezas de los cilindros, los pistones y las válvulas.
Intercooler.
El intercooler es un intercambiador (radiador) aire-aire o aire-agua. Antes de introducir el aire a los cilindros del motor, este pasa por el intercooler el cual tiene la misión de bajar la su temperatura la cual se eleva por la presión del turbo-compresor que lo expulsa.
Normalmente los gases al comprimirse se calientan. En el caso del turbo los gases salen a un temperatura de unos 90-120°C. Este calentamiento es indeseado, porque los gases al calentarse pierden densidad, con lo que la masa de oxígeno por unidad de volumen disminuye. Esto provoca que la eficiencia volumétrica del motor disminuya y así la potencia del motor disminuye, ya que hay menos oxígeno (masa) para la combustión.
Los gases de escape debido a esa combustión rica hacen que el turbo trabaje a mayor régimen, por lo que este ciclo se repite.
Sistema de refrigeración
El sistema de refrigeración en los motores diesel es similar a los motores a gasolina, ya que tienen un mismo objetivo que es reducir la temperatura que alcanza el motor. La temperatura es un parámetro que afecta de manera importante el funcionamiento de los motores de combustión interna modernos. Algunas partes del motor que se deben enfriar constantemente son:
- Cámara de combustión.
- Parte alta del cilindro.
- Cabeza del pistón.
- Válvulas de escape y de admisión.
- Cilindro
El refrigerante circula por los pasajes del motor llamados camisas de refrigerante o de agua, el refrigerante absorbe el calor de las superficies calientes del motor y lo lleva al radiador, donde se transfiere a la atmósfera. El sistema de enfriamiento también ayuda a mantener la temperatura correcta del motor, de la transmisión y del sistema hidráulico mediante el uso de enfriadores de aceite.
Sistema de lubricación
Del mismo modo que el sistema de refrigeración, el sistema de lubricación es semejante en motores Diesel y Gasolina. Un aceite que no cumpla los requisitos que se exigen puede producir los siguientes efectos:- Desgaste prematuro de partes
- Daño a componentes del motor o accesorios (turbo-cargador, cigüeñal, bielas, etc.)
- Mayor emisión de contaminantes
- Daño al convertidor catalítico
- Formación de carbón en la cámara de combustión
- Fugas en los anillos de los cilindros
- Evaporación del lubricante
Temperatura: La alta temperatura que se alcanza en ciertos órganos del motor, pese al sistema de refrigeración, exige que el aceite no pierda sus propiedades lubricantes hasta una temperatura aproximada de 200ºC y que el punto de inflamación sea superior a 250ºC.
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